中国公路学报

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中国公路学报. 2017, 30(6): 0-0.

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封一/四

中国公路学报. 2017, 30(6): 0-0.

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中国汽车工程学术研究综述·2017

《中国公路学报》编辑部

中国公路学报. 2017, 30(6): 1-197.

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为了促进中国汽车工程学科的发展,从汽车噪声-振动-声振粗糙度（Noise, Vibration, Harshness, NVH）控制、汽车电动化与低碳化、汽车电子化、汽车智能化与网联化以及汽车碰撞安全技术5个方面,系统梳理了国内外汽车工程领域的学术研究进展、热点前沿、存在问题、具体对策及发展前景。汽车NVH控制方面综述了从静音到声品质、新能源汽车NVH控制技术、车身与底盘总成NVH控制技术、主动振动控制技术等；汽车电动化与低碳化方面综述了传统汽车动力总成节能技术、混合动力电动汽车技术等；汽车电子化方面综述了汽车发动机电控技术、汽车转向电控技术、汽车制动电控技术、汽车悬架电控技术等；汽车智能化与网联化方面综述了中美智能网联汽车研究概要、复杂交通环境感知、高精度地图及车辆导航定位、汽车自主决策与轨迹规划、车辆横向控制及纵向动力学控制、智能网联汽车测试，并给出了先进驾驶辅助系统(ADAS)、车联网和人机共驾等典型应用实例解析；汽车碰撞安全技术方面综述了整车碰撞、乘员保护、行人保护、儿童碰撞安全与保护、新能源汽车碰撞安全等。该综述可为汽车工程学科的学术研究提供新的视角和基础资料。

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黄土湿陷对渗透系数影响的试验研究

李喜安, 洪勃, 李林翠, 王力

中国公路学报. 2017, 30(6): 198-208,222.

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针对湿陷性黄土地区工程建设中常常遇到“渗透-湿陷-渗透”这一反复发生的复杂过程所带来的一系列工程问题，开展了黄土湿陷后渗透性试验研究。基于室内湿陷渗透试验，结合扫描电子显微镜（SEM）和图像处理软件（IPP）分析等手段，通过试验对比研究了黄土湿陷前后土体的渗透系数、微结构、孔隙大小分布、孔隙形状及连通性的变化，以揭示黄土湿陷对其渗透性的影响规律及其微观机理。结果表明：渗透过程和湿陷过程相互影响，黄土的多孔结构是影响渗透性及湿陷性的主要内因；湿陷后黄土较原状黄土的渗透性明显变差，原状黄土多孔结构遭到破坏，颗粒接触方式有所变化，使得颗粒排列变密实，且孔隙连通性降低，从而导致渗透系数明显下降（为原状黄土的25%~33%）；土的结构和构造、可溶盐的溶解和土中胶结物的溃散、土中孔隙的大小与数量以及连通性变化是黄土湿陷对渗透性影响的重要因素，多因素共同作用使得湿陷后土体渗透系数降低；试验结果可为湿陷性黄土地区的工程设计与施工提供可借鉴的基础理论依据。

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基于表面能理论的沥青与集料黏附性能评价（双语出版）

罗蓉, 郑松松, 张德润, 涂崇志, 冯光乐

中国公路学报. 2017, 30(6): 209-214.

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为定量分析沥青与集料的黏附性能，运用表面自由能理论，采用插板法对2种基质沥青（A-70^#、B-70^#）的表面能参数进行测试，采用蒸汽吸附法对5种集料（石灰岩、玄武岩、花岗岩、石英砂岩、破碎砾石）的表面能参数进行测试，并进一步计算出沥青-集料组合分别在无水、有水状态下的结合能以及表面能匹配性指标，并用表面能匹配性指标来评价不同沥青-集料组合的黏附性能，通过改进的水煮法试验加以验证，同时建立二者之间的联系。结果表明：表面能匹配性指标与改进水煮法的沥青残留率指标评价结果一致，5种集料的黏附性能从大到小排序依次为玄武岩、石灰岩、花岗岩、石英砂岩、破碎砾石，验证了表面能评价体系的可靠性，说明表面能法可作为定量分析沥青与集料黏附性能的试验方法；对表面能匹配性指标与沥青残留率的结果进行分析，发现二者具有良好的正相关关系，并以黏附性等级4级对应的沥青残留率为临界值提出2种沥青的表面能匹配性评价指标的技术要求。

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土工格栅处治老路拼接的加筋效应分析

观祖保, 杨挺, 吴巨贵, 陈鑫

中国公路学报. 2017, 30(6): 215-222.

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为了评价挡块式土工格栅在老路拼接中的加筋效果，结合山东省聊城市滨河路老路改造工程现场试验，建立了土工格栅处治老路拼接的计算模型，研究在道路分级加载情况下路堤填土分别与挡块式土工格栅、普通土工格栅共同受力变形特性，对土工格栅在不同工况的加筋效果、层数效应及宽度效应进行了有限元分析，并将有限元结果与试验结果进行对比，分析了挡块处水平应力。研究结果表明：在新老路拼接中，挡块式土工格栅应变值大于普通土工格栅应变值，格栅端部挡块发挥了侧阻力作用；铺设挡块式土工格栅较普通土工格栅更有效减少不均匀沉降、提高加筋效果；土工格栅铺设位置越靠近路基底部，土工格栅发挥的作用越好；在新老路拼接中，普通土工格栅的设计宽度应大于6 m；当老路开挖台阶宽度小于3 m时，铺设挡块式土工格栅有利于解决普通土工格栅锚固长度不足的问题；研究成果对新老路拼接处的处理有借鉴意义。

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拉挤GFRP型材层合板螺栓连接试验

刘玉擎, 都骜, 辛灏辉, 左一泽

中国公路学报. 2017, 30(6): 223-229.

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为探明桥梁用拉挤型玻璃纤维增强复合材料（GFRP）层合板螺栓连接破坏模式与承载性能，以螺栓直径与板件厚度比（1.0，1.2，1.4）、搭接板件组成（GFRP-GFRP，GFRP-钢板）及荷载作用方向（纵向：平行于拉挤方向；横向：垂直于拉挤方向）为变化参数，进行了共计36个单搭接单螺栓连接拉伸试验。根据连接荷载-位移曲线、应变及破坏模式的测试结果，比较分析了各变化参数对拉挤GFRP层合板螺栓连接力学性能的影响。研究结果表明：对于连接破坏模式，纵向连接中，除GFRP-GFRP连接直径14 mm试件组为销承压破坏，其余GFRP-GFRP，GFRP-钢板连接均为螺栓破坏；横向连接中，GFRP-GFRP连接为净截面拉伸-弯曲破坏，GFRP-钢板连接为净截面拉伸破坏；随着螺栓直径与板件厚度比增加，连接强度及刚度提高；GFRP-钢板连接相比GFRP-GFRP连接能更好地减小单搭接螺栓连接的二次弯曲效应，提高连接刚度；对于以0°；方向纤维为主的拉挤GFRP层合板，纵向连接的强度及刚度均高于横向连接，纵向连接的次弯曲效应小于横向连接。

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氯盐干湿循环下TRC加固钢筋混凝土柱轴心受压性能

尹世平, 李耀, 李贺东, 彭驰, 艾珊霞

中国公路学报. 2017, 30(6): 230-238.

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为进一步探究纤维编织网增强混凝土（TRC）修复加固钢筋混凝土柱在氯盐侵蚀环境下的受压性能，对12根TRC加固钢筋混凝土柱进行轴心受压性能试验研究，分析了不同干湿循环次数（0，60，90和120）、不同持续荷载比（0，0.1，0.2和0.4）、氯盐干湿循环与持续荷载耦合作用以及短切纤维改性高性能混凝土对TRC加固效果的影响。研究结果表明：干湿循环作用后TRC加固柱的极限承载力及变形性能有下降趋势，在干湿循环作用次数达到120次后，TRC加固柱的极限承载力降低6.71%；相比于单一的干湿循环作用，在氯盐干湿循环与持续荷载耦合作用下，TRC加固柱的变形和承载力下降更多；在干湿循环（90次）不变时，持续荷载比的增加会降低TRC的加固效果；干湿循环与持续荷载耦合作用的增加会改变TRC加固柱的破坏形态；使用短切PVA纤维改性高性能混凝土作为TRC基体加固钢筋混凝土柱会使其耐久性能稍有提高；给出了氯盐干湿循环作用下TRC加固RC柱的轴心受压极限承载力简化计算公式，计算值与试验值吻合较好。

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预应力高强软钢丝加聚合物砂浆抗弯加固性能试验与理论分析

张阳, 徐朔, 姚学昌

中国公路学报. 2017, 30(6): 239-248.

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为了给预应力高强软钢丝加聚合物砂浆加固方法的设计计算与施工张拉控制提供依据，首先通过5根钢丝束张拉试验提出了考虑张拉力损失、由施工扭力换算得到的钢丝束初张力设计计算公式；然后完成了2根预应力高强软钢丝加聚合物砂浆加固矩形梁和1根对比梁的抗弯性能试验，研究了加固梁的抗裂性、抗弯承载力、刚度等性能的提升效果，并探明加固梁的破坏模式；同时定义了加固梁的开裂、屈服和抗弯极限等特征状态，利用理论分析推导出加固梁的开裂、屈服、极限弯矩和开裂、屈服刚度等设计计算公式，并将理论计算结果与试验结果进行了对比。研究结果表明：混凝土梁采用预应力高强软钢丝加复合砂浆加固后，钢丝束越多、相同荷载等级下的裂缝宽度越小，说明预应力软钢丝束能较好地抑制原混凝土结构裂缝的产生和发展；与未加固梁相比，加固梁的抗裂性能提升了60.3%～101%，抗弯承载力提高了17.3%～35.8%，跨中挠度减小了10.4%～27.4%，构件的抗裂性、抗弯承载力和刚度均明显提高；钢丝束初张力设计公式、加固梁在开裂、屈服和极限状态时的特征弯矩以及开裂和钢筋屈服时跨中挠度的理论计算方法均与试验结果吻合较好，且偏于保守，能够满足工程应用的精度要求。

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弯扭耦合效应下混凝土桥墩的抗震性能

邓江东, 刘爱荣, 孙卓, 朱文正, 彭国杏

中国公路学报. 2017, 30(6): 249-259,314.

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为了研究地震作用下压弯剪扭耦合作用对桥梁中墩梁固结墩的影响规律，进行了7根压弯剪扭耦合作用下钢筋混凝土桥墩的拟静力试验，确定了桥墩的不同破坏模式，给出了桥墩的剪力-位移和扭矩-扭转角滞回曲线和骨架曲线，分析确定了扭弯比、长细比、纵筋配筋率和箍筋配筋率等参量对桥墩弯扭耦合抗震性能的影响。基于理论分析和拟静力试验，给出了四线式剪力-位移骨架曲线和三线式扭矩-扭转角骨架曲线的理论模型。研究结果表明：理论骨架曲线和试验曲线吻合较好；理论模型揭示了钢筋混凝土桥墩弯曲和扭转的关键影响因素及耦合效应，其中剪力-位移理论骨架曲线主要取决于桥墩破坏截面的弯矩-曲率关系，扭转承载力主要来自于混凝土和箍筋2个部分，墩顶扭转角可以根据混凝土桥墩的弹性扭转角和扭转塑性铰的扭转角叠加计算；弯扭耦合效应会造成混凝土桥墩抗震性能发生明显的变化，较大的扭转效应会使桥墩在达到最大抗弯性能前发生破坏，而弯曲效应会大幅降低桥墩的抗扭承载力；随着长细比的减小，最大剪力增加，极限位移减小，最大扭距基本不变；纵筋率主要影响混凝土桥墩的抗弯承载力，对抗扭性能影响不明显，箍筋率主要影响桥墩的抗扭性能；工程中应采用考虑弯扭耦合的方法进行抗震设计。

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公路桥梁车辆荷载截尾分段概率模型及应用（双语出版）

赵少杰, 任伟新

中国公路学报. 2017, 30(6): 260-267.

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为了准确描述实际公路桥梁车辆荷载多峰厚尾的分布特征，利用分段函数结合多个高斯分布函数，并采用数据拟合方法，求得了车辆荷载的概率密度函数和概率分布函数表达式，建立了车辆荷载的分段截尾的多重混合高斯概率分布模型，并进一步推导了基于EM算法的多重混合高斯分布模型求解方法。根据中国实测车辆荷载的轴组特征，获得了各典型地区该分段截尾车辆荷载模型的概率分布参数。分析结果表明：该分布函数模型的拟合精度较高，能准确反映荷载分布的多峰厚尾特征；各典型地区车辆荷载轴质量分布呈现不同特点，但各地区单轴质量的首峰分布基本一致，各轴组荷载普遍超载，特别是贵州、湖北和湖南地区超载较严重；各地区双联轴、三联轴的平均轴质量超出汽车国标规定值约2倍，双联轴平均轴质量超出现行公路工程规范标准值的15%以上；实测数据显示三联轴在95%保证率下的平均轴质量约为50 t。

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左转短车道对信控交叉口最大通过量影响研究

马万经, 刘烨, 刘好德, 赵靖

中国公路学报. 2017, 30(6): 268-278.

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为了探究设置左转专用相位对称放行时，双流向互阻塞型左转短车道进口道最大通过量及车流互阻塞概率的变化规律，基于车流泊松到达特征，考虑相邻周期车辆排队影响，运用概率论及交通流理论建立左转短车道进口道最大通过量解析模型。通过实测数据及VISSIM仿真对模型结果进行非参数假设检验及误差分析，并对影响进口道最大通过量的关键因素（短车道容量、周期、绿信比、相序、交通流量）进行敏感性分析。结果表明：在5%置信水平下模型值与实测值无显著性差异，相对误差绝对值小于10%，模型拟合度较高；当进口道车流量小于500 pcu·h^-1时，周期时长对进口道通过量无影响，否则进口道通过量随周期的增加先缓慢增加后逐渐减小，存在最佳周期，最佳周期随左转车比例或短车道容量的增加而增加，范围为[40 s，80 s]；当进口道车流量大于700 pcu·h^-1时，增加短车道容量可有效提升进口道最大通过量，与独立左转车道进口道相比，短车道容量越大，通过量折减越小；当周期小于60 s或左转与相邻直行车流量小于350 pcu·h^-1时，相序对进口道通过量影响较小，反之则影响较大；先放行饱和度较大的车流可提升进口道通过量；利用该方法以进口道通过量最大为目标获得的短车道容量，相比于AASHTO短车道容量经验值，在左转或直行车比例大于等于70%时能够达到更优的车流运行效益，满足实际运行需求。

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互通式立交单车道出口小客车运行速度模型

张驰, 闫晓敏, 李小伟, 潘兵宏, 王海君, 马向南

中国公路学报. 2017, 30(6): 279-286.

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为确定高速公路互通式立交单车道出口小客车运行速度特征和运行速度值，确保车辆在衔接段运行速度协调可控，使车辆安全运行，在分析高速公路互通式立交单车道出口小客车运行速度实测数据的基础上，得出车辆在出口处的运行规律。采用链式开普勒雷达测速仪对出口小客车速度进行实时采集，选取8条匝道特征点（渐变段起点、分流点与小鼻点）处自由流状态下的小客车速度作为分析样本，采用K-S检验对所取样本进行正态分布检验，在满足检验要求并分析渐变段和减速段速度及加速度特性后，确定自变量参数，最后利用SPSS软件进行回归，分别建立了小客车在分流点及小鼻点处运行速度预测模型，并采用4条匝道数据对模型进行了验证。结果表明：分流点处车辆运行速度随渐变段起点速度增大而增大，随渐变段长度增大而减小；小鼻点处车辆运行速度随渐变段起点速度增大而增大，随渐变段长度、渐变段长与减速段长之比r的增大而减小；预测模型通过了回归等式及回归参数的显著性检验和相对平均误差检验，模型预测值与实测值的相对误差平均值均小于10%，建立的回归模型满足精度要求。

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基于Monte Carlo模拟的公路网络震后连通性与通行时间分析

侯本伟, 李小军, 韩强, 刘爱文, 兰日清

中国公路学报. 2017, 30(6): 287-296.

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为评价公路网络系统震后功能保障能力，基于Monte Carlo（MC）模拟方法建立了路网震后连通可靠度和交通量通行时间分析模型。采用地震易损性曲线表示道路和桥梁的地震破坏状态及其对应的概率；采用道路和桥梁破坏状态对应的连通性、行车速度、通行能力折减系数，表示道路和桥梁结构地震破坏产生的路段通行能力下降；考虑道路和桥梁结构地震破坏不确定性，采用MC方法模拟路段通行能力下降后的路网震后功能。在每次MC抽样计算中，采用宽度优先搜索算法判别路网连通性，采用增量分配算法进行路网静态交通量分配，得到路网整体通行时间。以多次MC模拟计算的路网连通可靠度和通行时间均值，表示路网的震后通行状态，通过算例分析了路网连通性和通行时间分析模型的特点及其适用性。结果表明：路段震后通行能力下降是造成震后路网整体通行时间增加的主要原因，低连通可靠度节点的震后通行时间较高，增加路网交通流量服务供给点（源点）可以提升路网的震后保障能力；连通可靠度分析模型适用于路网参数较少情况下的初步分析；交通流量通行时间分析模型，考虑了路段的交通流通行属性和路网OD交通量参数，可提供较为精确的分析结果。

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考虑表观滑移效应的磁流变液减振器阻尼特性研究

廖昌荣, 吴笃华, 孙凌逸, 谢磊, 简晓春

中国公路学报. 2017, 30(6): 297-306.

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为进一步研究磁流变液减振器阻尼特性，将磁流变液当作一种由刚性悬浮颗粒与液体载液构成的高浓度悬浮液，考察其表观滑移对磁流变液减振器阻尼特性的影响。在对被简化成平行平板模型的磁流变液减振器环形阻尼通道内的流场进行分析时，针对磁流变液在磁场作用下磁性颗粒重排而导致液体中刚性粒子等效粒径增加的现象，在理论分析中考虑了磁流变液的表观滑移边界条件，并将其引入到Herschel-Bulkley模型中，从而将环形阻尼通道中的流场划分为3个区域，即表观滑移区、屈服区与非屈服区，分别对3个区域的流变学特性进行分析，推出了减振器输出阻尼力计算公式，与同条件下不考虑表观滑移时的阻尼力进行了对比。设计了双线圈式环形阻尼通道与旁通小孔并联型电磁活塞头，磁路模型通过了有限元验证，同时根据中国产某轿车悬架参数要求设计并制造了磁流变液减振器样机，通过台架测试得到了圆润饱满的示功特性曲线。结果表明：表观滑移会降低减振器的阻尼系数，且在窄通道、低流速与高磁场条件下表观滑移对输出阻尼力的影响较明显；设计的旁通小孔和浮动活塞分别有良好的泄流与体积补偿作用；活塞峰值速率为0.3 m·s^-1时的理论阻尼力与试验测试阻尼力之间的最大偏差只有180 N，说明考虑了表观滑移的理论模拟结果与试验测试结果能较好地吻合。

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基于语义细分法的某汽车传动系声品质评价

郭栋, 石晓辉, 胡纬庆, 李文礼, 易鹏

中国公路学报. 2017, 30(6): 307-314.

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针对中国某汽车企业传动系声品质评价问题，开展了该传动系声品质的主观评价，建立了与主观评价相统一的声品质客观评价模型。传动系噪声在半消声室试验台架上测试获得，测试工况包括全工作转速范围的匀加速和部分定速工况，通过测试数据的一致性分析确定用于声品质分析的噪声样本；综合考虑该传动系噪声的物理特征和人耳的听觉特性，并依据声品质主观评价方法的内涵属性，选择语义细分法作为声品质主观评价方法。研究结果表明：从强度、音调、音色等多个维度出发，建立汉语背景下语义细分法的语义空间，运用专家咨询法、项目区分度、主成分分析和因子分析方法，可以确定语义空间中适用于汽车传动系声品质评价的评价指标，并验证了其有效性；选取评价主体完成该传动系声品质的主观听音试验，获得主观评价结果；选取响度、尖锐度、语言清晰度等指标作为该传动系噪声客观评价指标并计算出结果；以主观评价结果为应变量，客观指标计算结果为自变量，通过一元回归分析，发现响度、尖锐度、语言清晰度与主观评价结果相关性较好；以主观评价结果为响应，多个客观指标计算结果为输入，运用多元回归分析方法及支持向量机智能建模方法，建立了该传动系啸叫客观评价的回归模型和人工智能模型，并进行了验证，实现了该汽车传动系声品质的客观量化评价。

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2017年, 第30卷, 第6期　刊出日期：2017-06-20

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